Método de depuração da câmera
Método de depuração da câmera
No sistema embarcado de processamento de imagens, devido ao processamento e análise que envolve visão mecânica, torna-se mais problemático depurar a câmera da ferramenta de geração de imagem.
Introdução visual
Visão de máquina é usar máquinas em vez de olhos humanos para perceber o ambiente externo e fazer medições e julgamentos. O alvo capturado é convertido em um sinal de imagem através de um dispositivo de imagem (ou seja, dispositivo de captura de imagem, dividido em CMOS e CCD), que é transmitido para um sistema de processamento de imagem dedicado, e convertido em um sinal digital de acordo com a distribuição de pixels, brilho, cor e outras informações; sistema de imagem Realizar várias operações sobre esses sinais para extrair as características do alvo, e então controlar as ações do equipamento no local de acordo com os resultados da discriminação. Em alguns sistemas que exigem altas ações em tempo real do sistema, a velocidade de resposta humana e os recursos de processamento de informações não podem atender aos requisitos, e a visão mecânica é fácil de alcançar a integração de informações, e a combinação de sistemas de controle de computador pode melhorar a automação do sistema.
Finalidade de depuração
O objetivo da depuração de câmera em sistemas embarcados é permitir que os parâmetros mecânicos e elétricos da câmera produzam dados de imagem da mais alta qualidade sob os requisitos do sistema. Para um sistema de imagem envolvendo hardware e software, a qualidade da imagem é frequentemente afetada por muitos fatores de interferência externa e suas próprias limitações. Esses efeitos produzirão ruído e imagens desiguais. Fatores do nível do software são muitas vezes problemas algorítmicos. Problemas neste nível podem ser resolvidos por análise teórica e cálculos matemáticos. Fatores do nível de hardware precisam ser depurados com instrumentos e podem ser resolvidos por meio de medição e análise experimentais. Porque a camada inferior do sistema de processamento de hardware, portanto, a qualidade do hardware afetará diretamente a qualidade do software, afetando assim a qualidade da imagem final. Depurar a câmera é eliminar a interferência tanto quanto possível do nível de hardware.
Método de depuração
Como o sistema embarcado é um conceito relativamente amplo, este artigo usa o HCS12 como o chip de controle principal para depurar o carrinho de grupo de câmeras como um exemplo para introduzir o método de depuração.
(1) Conecte o circuito externo ao display CRT
Leve os três cabos de energia, terra e sinal da câmera analógica para fornecer energia à câmera e, em seguida, conecte a linha de sinal de vídeo à interface de entrada de vídeo da caixa de TV. O VGA-OUT da caixa de TV é conectado ao display CRT, para que o CRT possa exibir a visão digitalizada da câmera. Este método é um display completo de nível de hardware, fornecendo um efeito de exibição exatamente igual à visão humana, o que é de grande ajuda para a instalação da câmera e a correção de seus próprios parâmetros físicos.
(2) Estenda o cristal líquido LCD fora do chip
O MCU da série HCS12 contém uma interface periférica serial SPI (Serial Peripheral Interface), que pode realizar a transmissão de dados entre MCUs, e sua velocidade é mais rápida do que através da comunicação assíncrona serial (SCI). O módulo SPI também suporta comunicação bidirecional, síncrona e serial entre o MCU e dispositivos periféricos, e realiza a expansão periférica do MCU.
1. Quando o sistema estiver em execução, os caracteres exibidos solicitarão os parâmetros operacionais relevantes do sistema em forma de caractere. Cada caractere ocupa 8 * 6 pontos e requer 6 bytes de dados. Para concluir a exibição de caracteres, você só precisa gravar os dados correspondentes na posição especificada na programação. Como o módulo de cristal líquido em si não tem uma biblioteca de fontes, o cristal líquido exibe dados de matriz de pontos de ASCII. os caracteres da tabela devem ser definidos no início do programa, ou seja, uma matriz bidimensional com um tamanho de N*6 bytes.
2. Exibir a imagem Depois que o sinal de vídeo coletado pela câmera analógica é digitalizado pelo A / D do MCU, as informações são armazenadas em uma matriz bidimensional 40 * 70 e, em seguida, a matriz é binarizada, e pode ser exibida em um módulo LCD de resolução 48 * 84, permitindo que os desenvolvedores observem a visão da máquina da câmera em tempo real.
Este método é um método de exibição que combina hardware e software, que pode rastrear e exibir informações relacionadas à câmera em tempo real sem interromper o processo de operação do sistema durante a exibição.
(3) Software de computador host de comunicação serial auto-escrito
O módulo SCI do MCU é usado para enviar os dados de imagem para o PC, e o computador superior usa a programação de controle MSCOMM para ler os dados de comunicação. Depois de ler os dados, você pode usar os poderosos recursos de processamento de dados e recursos de exibição de imagem do programa Windows para processar os dados de imagem, como: redesenhar a imagem de acordo com os dados, filtrar a matriz e exibir o efeito de filtragem e exportar a matriz de recebimento como um arquivo Fornecer fontes de dados para simulação de computador.
Este método é um método de exibição de software completo, apenas para receber os dados do MCU, uma série de processamento pode ser realizada no PC, e tem vantagens que outros métodos não podem comparar com a inspeção de efeitos de transformação gráfica, os prós e contras da análise de filtragem, e a ideia de simulação de dados. .
Comparação de vantagens e desvantagens
1. Método de modulação CRT. Ao conectar-se ao sinal de vídeo da câmera, a CRT pode exibir a visão mecânica com alta fidelidade. Mas só pode ser limitado ao teste de parâmetros da câmera e ao ajuste mecânico de posição da câmera, e não há nada a ver com o sinal digital do ponto avançado.
2. Método de depuração LCD. Ele é conectado diretamente à porta SPI do microcomputador de chip único para transmissão de dados, que pode atualizar a imagem da tela em tempo real. Este módulo pode ser montado diretamente no sistema para exibir informações relacionadas ao sistema em tempo real. No entanto, devido à limitação da resolução do módulo, apenas valores binários em preto e branco podem ser exibidos, resultando em distorção de imagens digitais.
3. Método de depuração serial. Ele pode fazer pleno uso do poderoso processamento de dados e funções de exibição de imagem do PC, pode realizar a exibição de pixels de alta precisão de imagens digitais e exportar a tabela de valores de escala de cinza para fornecer dados de campo para simulação VC e MATLAB. No entanto, a velocidade de transmissão de dados entre PC e MCU é muito lenta, não tem desempenho em tempo real e não tem as vantagens do rastreamento dinâmico.
No sistema embarcado de processamento de imagens, devido ao processamento e análise que envolve visão mecânica, torna-se mais problemático depurar a câmera da ferramenta de geração de imagem.
Introdução visual
Visão de máquina é usar máquinas em vez de olhos humanos para perceber o ambiente externo e fazer medições e julgamentos. O alvo capturado é convertido em um sinal de imagem através de um dispositivo de imagem (ou seja, dispositivo de captura de imagem, dividido em CMOS e CCD), que é transmitido para um sistema de processamento de imagem dedicado, e convertido em um sinal digital de acordo com a distribuição de pixels, brilho, cor e outras informações; sistema de imagem Realizar várias operações sobre esses sinais para extrair as características do alvo, e então controlar as ações do equipamento no local de acordo com os resultados da discriminação. Em alguns sistemas que exigem altas ações em tempo real do sistema, a velocidade de resposta humana e os recursos de processamento de informações não podem atender aos requisitos, e a visão mecânica é fácil de alcançar a integração de informações, e a combinação de sistemas de controle de computador pode melhorar a automação do sistema.
Finalidade de depuração
O objetivo da depuração de câmera em sistemas embarcados é permitir que os parâmetros mecânicos e elétricos da câmera produzam dados de imagem da mais alta qualidade sob os requisitos do sistema. Para um sistema de imagem envolvendo hardware e software, a qualidade da imagem é frequentemente afetada por muitos fatores de interferência externa e suas próprias limitações. Esses efeitos produzirão ruído e imagens desiguais. Fatores do nível do software são muitas vezes problemas algorítmicos. Problemas neste nível podem ser resolvidos por análise teórica e cálculos matemáticos. Fatores do nível de hardware precisam ser depurados com instrumentos e podem ser resolvidos por meio de medição e análise experimentais. Porque a camada inferior do sistema de processamento de hardware, portanto, a qualidade do hardware afetará diretamente a qualidade do software, afetando assim a qualidade da imagem final. Depurar a câmera é eliminar a interferência tanto quanto possível do nível de hardware.
Método de depuração
Como o sistema embarcado é um conceito relativamente amplo, este artigo usa o HCS12 como o chip de controle principal para depurar o carrinho de grupo de câmeras como um exemplo para introduzir o método de depuração.
(1) Conecte o circuito externo ao display CRT
Leve os três cabos de energia, terra e sinal da câmera analógica para fornecer energia à câmera e, em seguida, conecte a linha de sinal de vídeo à interface de entrada de vídeo da caixa de TV. O VGA-OUT da caixa de TV é conectado ao display CRT, para que o CRT possa exibir a visão digitalizada da câmera. Este método é um display completo de nível de hardware, fornecendo um efeito de exibição exatamente igual à visão humana, o que é de grande ajuda para a instalação da câmera e a correção de seus próprios parâmetros físicos.
(2) Estenda o cristal líquido LCD fora do chip
O MCU da série HCS12 contém uma interface periférica serial SPI (Serial Peripheral Interface), que pode realizar a transmissão de dados entre MCUs, e sua velocidade é mais rápida do que através da comunicação assíncrona serial (SCI). O módulo SPI também suporta comunicação bidirecional, síncrona e serial entre o MCU e dispositivos periféricos, e realiza a expansão periférica do MCU.
1. Quando o sistema estiver em execução, os caracteres exibidos solicitarão os parâmetros operacionais relevantes do sistema em forma de caractere. Cada caractere ocupa 8 * 6 pontos e requer 6 bytes de dados. Para concluir a exibição de caracteres, você só precisa gravar os dados correspondentes na posição especificada na programação. Como o módulo de cristal líquido em si não tem uma biblioteca de fontes, o cristal líquido exibe dados de matriz de pontos de ASCII. os caracteres da tabela devem ser definidos no início do programa, ou seja, uma matriz bidimensional com um tamanho de N*6 bytes.
2. Exibir a imagem Depois que o sinal de vídeo coletado pela câmera analógica é digitalizado pelo A / D do MCU, as informações são armazenadas em uma matriz bidimensional 40 * 70 e, em seguida, a matriz é binarizada, e pode ser exibida em um módulo LCD de resolução 48 * 84, permitindo que os desenvolvedores observem a visão da máquina da câmera em tempo real.
Este método é um método de exibição que combina hardware e software, que pode rastrear e exibir informações relacionadas à câmera em tempo real sem interromper o processo de operação do sistema durante a exibição.
(3) Software de computador host de comunicação serial auto-escrito
O módulo SCI do MCU é usado para enviar os dados de imagem para o PC, e o computador superior usa a programação de controle MSCOMM para ler os dados de comunicação. Depois de ler os dados, você pode usar os poderosos recursos de processamento de dados e recursos de exibição de imagem do programa Windows para processar os dados de imagem, como: redesenhar a imagem de acordo com os dados, filtrar a matriz e exibir o efeito de filtragem e exportar a matriz de recebimento como um arquivo Fornecer fontes de dados para simulação de computador.
Este método é um método de exibição de software completo, apenas para receber os dados do MCU, uma série de processamento pode ser realizada no PC, e tem vantagens que outros métodos não podem comparar com a inspeção de efeitos de transformação gráfica, os prós e contras da análise de filtragem, e a ideia de simulação de dados. .
Comparação de vantagens e desvantagens
1. Método de modulação CRT. Ao conectar-se ao sinal de vídeo da câmera, a CRT pode exibir a visão mecânica com alta fidelidade. Mas só pode ser limitado ao teste de parâmetros da câmera e ao ajuste mecânico de posição da câmera, e não há nada a ver com o sinal digital do ponto avançado.
2. Método de depuração LCD. Ele é conectado diretamente à porta SPI do microcomputador de chip único para transmissão de dados, que pode atualizar a imagem da tela em tempo real. Este módulo pode ser montado diretamente no sistema para exibir informações relacionadas ao sistema em tempo real. No entanto, devido à limitação da resolução do módulo, apenas valores binários em preto e branco podem ser exibidos, resultando em distorção de imagens digitais.
3. Método de depuração serial. Ele pode fazer pleno uso do poderoso processamento de dados e funções de exibição de imagem do PC, pode realizar a exibição de pixels de alta precisão de imagens digitais e exportar a tabela de valores de escala de cinza para fornecer dados de campo para simulação VC e MATLAB. No entanto, a velocidade de transmissão de dados entre PC e MCU é muito lenta, não tem desempenho em tempo real e não tem as vantagens do rastreamento dinâmico.
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